5. Прилади індукційної системи

Прилади індукційної системи служать для вимірювання витрат електричної енергії в колах змінного струму. Робота індукційного лічильника грунтується на взаємодії вихрових струмів з обертовим магнітним полем. Основними деталями індукційного лічильника (рис. 68) є два електромагніти 1 і 2, рухомий алюмінієвий диск 5, редуктор З, лічильний механізм 4 та гальмівний магніт 6.

У магнітної системи електромагнітів 1 і 2 є повітряні зазори, при­чому котушка електромагніту 1 з'єднується з навантаженням послі­довно, а котушка електромагніту 2 — паралельно. За певного розмі­щення електромагнітів між їхніми полюсами утворюється обертове магнітне поле, в якому вільно обертається алюмінієвий диск. Оберто­ве магнітне поле, пронизуючи алюмінієвий диск, індукує в ньому вихрові струми. Внаслідок взаємодії вихрових струмів з обертовим магнітним полем виникає механічна сила, яка обертає диск 5. Сила взаємодії між вихровими струмами й обертовим магнітним полем пря­мо пропорційна добуткові миттьових значень сили струму на напру­гу, тобто потужності струмоприймачів: М = kP, де k — сталий кое­фіцієнт.

Щ об швидкість обертання диска була прямо пропорційна потуж­ності струмоприймачів, застосовано гальмівний магніт 6. У диску під час обертання його між полюсами гальмівного магніту індукують­ся вихрові струми, які, взаємодіючи з магнітним полем магніту, утво­рюють протидіючий момент, прямо пропорційний частоті обертання диска. Чим швидше обертається диск, тим більша сила його гальму­вання. Частота обертання диска стає сталою, коли обертаючий момент зрівноважується гальмівним моментом. Лічильний механізм приладу вимірює кількість обертів диска, тобто параметр, прямо пропорцій­ний енергії, витрачуваній на роботу струмоприймача.

6. Прилади вібраційної системи

Прилади вібраційної системи призначаються для вимірювання час­тоти змінного струму. Дія вібраційних приладів грунтується на ви­користанні явищ електромагнетизму й механічного резонансу. Кожна механічна система, яка здатна виконувати коливальні рухи, має пев­ну частоту власних коливань, яка обумовлюється масою та пружністю системи. У разі резонансу, тобто коли збігаються частоти власних коливань системи і коливань зовнішнього джерела, амплітуда коли­вань даної механічної системи різко збільшується. Ця властивість ви­користовується у вимірювальних приладах вібраційної системи.

Вібраційний частотомір (рис. 69) складається з електромагніту 1, сталевого якоря 2, закріпленого на бруску 5, та кількох вібраторів 3 з різною довжиною або масою. Кінці вібраторів відігнуті під прямим кутом і розміщені горизонтально в щілині на шкалі частотоміра. Бру­сок 5 прикріплений до пластинчастих пружин 5 і це забезпечує певну рухомість механічної системи.

Якщо по обмотці електромагніту пропустити змінний струм, то якір 2 дужче притягуватиметься до полюсів у ті моменти, коли сила струму буде найбільшою, тобто два рази за період. Коливання якоря передаються вібраторам. З найбільшою амплітудою коливатиметься вібратор, власна частота коливань якого збігається з частотою коли­вань якоря. Цифра, яка знаходиться на шкалі напроти вібратора, що коливається з найбільшою амплітудою, покаже частоту струму в мережі.

Більшість частотомірів вібраційної системи призначені для ви­мірювання частот 45...55 Гц. Проте є й частотоміри, розраховані на вимірювання більш високих частот (1550... 1650 Гц).

Перевагою приладів вібраційної системи є незалежність показів від напруги в мережі. Недоліки цих приладів полягають у залежності показів від механічних вібрацій, неможливість вимірювання високих частот і переривність шкали, внаслідок чого утруднюються вимірю­вання на проміжних частотах, коли одночасно коливаються кілька вібраторів.